F1-be-03_PS 1

Telekommunikation

F1

F1-be-03_PS 2

•INFORMATION

•KODNING

•MODULATION

•KANALEN

tid frekvens

F1-be-03_PS 3

VARFÖR KODA ? ( digitala system )

•För att minska datamängden som skall överföras, t.ex GSM

•För att minska inverkan av störningar

F1-be-03_PS 4

VARFÖR MODULERA ?

• För att underlätta strålning

• För multiplexering

• För att minska brus och störningar

F1-be-03_PS 5

• INFORMATION

Analog ? FM-RADIO

Digital ? GSM

Basband ?

RF-band ?

frekvens0 fc

W WWW

F1-be-03_PS 6

Tidsplan Frekvensplan

Basband

RF-bandfc = 10

0

10

F1-be-03_PS 7

•INFORMATION

•KODNING

•MODULATION

•KANALER

Tid

Tid

1 0

Claude Shannon, Father of Information Theory

F1-be-03_PS 8

Linjärtfilter h(t)

s(t)

n(t)

r(t)

r(t)=s(t)*h(t)+n(t)

KANALEN

F1-be-03_PS 9

Kanalens inverkan

Före Efter

F1-be-03_PS 10

Information Käll-Kodning

DigitalModulation

Kanal

InformationKanal-avkodning

DigitalDe-Modulation

Kanal-Kodning

Käll-avkodning

F1-be-03_PS 11

Coder Interleaver Modulator Txhardware

Up-linkchannel noise

Down-linkchannel noise

De-Coder

De-Interleaver

De-Modulator

Rxhardware

Satellit

F1-be-03_PS 12

Earth station:Transmit Power (W) 10

Antenna diameter (m) 2

Antenna efficiency (%) 55

3-dB beamwidth (0) 1.9

Transmit gain (dBi) 28.6

Transmit EIRP (dBW) 38.6

Satellite:

Received power fluxdensity(dBW/m2) -124

Up path losses:

Transmit frequency (GHz) 6.0

Transmission distance (km) 38000

Free space loss (dB) -199.6

Atmospheric attenuation (dB) 0.3

Link parameters:C/N (dB) 14.3

Link margin (dB) 6.2

F1-be-03_PS 13

dB eller decibel

])[(log10

])[(log20

10

10

WatteffektxXXdB

VoltspänningxXXdB

referens

referens

dBmdB

WXmWXEx

referens

40001.010log10

10,1:1

10

dBWdB

WXWXEx

referens

10110log10

10,1:2

10

F1-be-03_PS 14

IN-signal=Xreferens

UT-signal=X

G

][log)20(10 10 dBXreferens

XGainG

G > 0 ”Gain” ( Förstärkning )

G < 0 ”Attenuation” ( Dämpning )

G1=20 dB G2= -6 dB1 Volt

? ?

F1-be-03_PS 15

KÄLL-KODNINGEtt exempel:

Käll-symbol

xi

Sanno-likhetP(xi)

Kod-ord

Ord-längd

li

P(xi)*li

AA 0.81 0 1 0.81

AB 0.09 10 2 0.18

BA 0.09 110 3 0.27BB 0.01 111 3 0.03

F1-be-03_PS 16

KANAL-KODNINGEtt exempel:

0

1

000

111

• 000

• 001

• 010

• 011

• 100

• 101

• 110

• 111

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

000

111

0

1SändData Kodad Data

Kanal

Avkodad Mottaget Data Data

( Majoritetsavkodning )

F1-be-03_PS 17

MODULATION

Analog Information

Digital Information

0 1 0 0 1

0 1 0 0 1

F1-be-03_PS 18

DE-MODULATION

Analog Information

Digital Information

0 1 0 0 1

0 1 0 0 1

F1-be-03_PS 19

KANAL

•”KOPPAR”

•FRI RYMD

•OPTISK FIBER

Linjärtfilter h(t)

s(t)

n(t)

r(t)

r(t)=s(t)*h(t)+n(t)

F1-be-03_PS 20

KANAL fortsGaussisk slump-variabel:

2

2

2)(

21)(

x

exf

5.0,0

1,0

x

f(x)

σ = varians, µ = medelvärde

F1-be-03_PS 21

”AWGN”-KANAL( Additive White Gaussian Noise, finns lika starkt på alla frekvenser ) )

Frekvens

No [watt/Hz]

WNo*W [watt]

Obs att vår kommunikationskanal har en begränsad bandbredd = W

F1-be-03_PS 22

Frekvens

W

No/2*W [watt]

Obs att vår kommunikationskanal har en begränsad bandbredd = W

W

No/2*W [watt]

No/2*W [watt]

F1-be-03_PS 23

FRÅGOR

1. Förklara begreppet modulation

2. Förklara skillnaden mellan basbandssignal och RF-signal.

3. En signal innehåller 2 frekvenskomponenter med frekvenserna300 Hz resp. 3000 Hz. Bägge komponenterna har amplituden 1 Volt. Signalen överförs på en kanal med överföringsfunktionen

Ange signalnivåerna efter passage av kanalen.Svara i både Volt och dBV

4. En mobil enhet sänder ut en effekt på 33 dBm. Vad motsvarardetta i Watt ?

2

10001

1)(

f

fH

F1-be-03_PS 24

5. En radio arbetar på 2 GHz. Hur lång blir antennen om dess längd är /4 ( = våglängden )

6. Ta reda på vad Huffman-kodning är ! ( INTERNET )

7. En GSM-telefon samplar talet med 8000 sampel/s och upplösning 13 bitar, dvs 104 000 bitar/s produceras. Hur gör man för att reducera antal bitar/s ??

8. Vad innebär det att en signalkälla innehåller redundant information ?